پس پردازش نتایج

یک بار دیگر، می توانیم از فایل خروجی باینری MODFLOW، با استفاده از ماژول flopy.utils.binaryfile، سطوح آب را بخوانیم. همراه با Object HeadFile چندین روش وجود دارد که ما در اینجا استفاده خواهیم کرد: get_times لیستی از بارهای موجود در فایل head file را بازگرداند. get_data آرایه سطح سه بعدی را برای زمان مشخص بازگرداند. get_ts آرایه سری زمانی [ntimes، headval] برای سلول مشخص شده را برمیگرداند.

با استفاده از این روش، می توانیم نتایج حاصل از مدل ها، نمونه های سطح آب و هیدروگراف را ایجاد کنیم:

برای منشأ آب‌های زیرزمینی تئوری‌های متعددی بیان گردیده است که از همه مهمتر تئوری نفوذ آب در زمین است. قسمت بزرگی از آبی که به صورت برف و باران به زمین می‌رسد در زمین نفوذ کرده و پس از برخورد با سنگ‌ها و طبقات غیرقابل نفوذ مخازن آب‌های زیرزمینی را می‌سازند. این تئوری را نخستین بار فیزیکدانی فرانسوی به نام ماریوت، در قرن ۱۸ میلادی بیان گردید و پس از چندی لومونوسوف آن را تأیید کرد. با این توصیف که ترکیب شیمیایی این آب‌ها پس از نفوذ در زمین ثابت نمی ماند و بر حسب سنگی که در آن جریان یافته است تغییر می‌یابد. تئوری فوق مدتی مورد پذیش بود ولی در مورد آب‌هایی که در مناطق مختلف زیرزمینی محبوس بودند 

Packet Transient Well

حالا ما می توانیم شیء بسته چاه را ایجاد کنیم که از نوع flopy.modflow.ModflowWel است.

سال 2011

کارگاه تخصصی سد و مدیریت حوضه، توسعه پایدار و چالش‌های پیش‌رو برگزار می‌شود. کارگاه تخصصی سد و مدیریت حوضه، توسعه پایدار و چالش‌های پیش‌رو توسط کمیته ملی سدهای بزرگ ایران برگزار می‌شود. این کارگاه تخصصی روز پنج‌شنبه 23 آذر ماه از ساعت 8:30 تا 14 در شرکت مدیریت منابع آب ایران برگزار خواهد شد.

تعریف دوره های تنش

برای ایجاد مدل با دوره های تنش های مختلف، ما نیاز به تعریف nper، perlen، nstp و steady داریم. این کار در بلوک زیر انجام می شود به طوری که به ما اجازه می دهد این متغیر را مستقیما به شیء تقسیم بندی منتقل کنیم:

در این مثال، ما مدل آموزش های قبلی را به یک مدل جریان غیرقابل کنترل و مداوم با مرزهای زمانی متفاوت تبدیل خواهیم کرد. به جای استفاده از سطح آب های ثابت برای مرزهای چپ و راست (با تنظیم ibound to -1)، ما از مرزهای سطح آب کلی استفاده خواهیم کرد. ما در این مدل باید شرایط زیر را در نظر داشته باشید:

شرایط اولیه - سطح آب 10.0 در همه جا یکسان است.

دوره 1 (1 روز) - حالت پایدار با مرحله چپ و راست GHB = 10.

دوره 2 (100 روز) - GHB سمت چپ با مرحله = 10، راست GHB با مرحله تعیین شده به 0.

اجرای مدل سازی

Flopy همچنین می تواند برای اجرای مدل مورد استفاده قرار گیرد. شی مدل (mf در این مثال) یک روش متصل دارد که مدل را اجرا می کند. برای این کار، برنامه MODFLOW باید در جایی در مسیر سیستم یا در داخل دایرکتوری کار قرار بگیرد. در این مثال، ما مشخص کرده ایم که نام برنامه اجرایی 'mf2005' است. برای اجرای این مدل زیر را امتحان کنید:

بسته پایه

در گام بعد ما می توانیم جسم FloPy را ایجاد کنیم که MODFLOW Basic Pack را نشان می دهد. جزئیات در کلاس BAS فلاپی در: flopy.modflow.mfbas موجود است. برای این مدل ساده، مقادیر سطح پایه 10 و 0 به ترتیب به ستون اول و آخر مدل (در همه لایه ها) اختصاص داده می شود. کد پایتون برای انجام این کار:

ایجاد مدل MODFLOW

یکی از موارد مفید در مورد ایجاد مدل در پایتون این است که فرآیندی بسیار آسان داشته که با تغییر یک یا دو جزء، به طور کلی شبکه برای مدل شما را تغییر می دهد. بنابراین در این مثال، ما اسکریپت پایتون را طراحی می کنیم تا تعداد لایه ها، ستون ها و ردیف ها به راحتی تغییر کند.

ما می توانیم مدل MODFLOW بسیار ساده ای را تهیه کنیم که یک بسته پایه (BAS)، دیسک ورودی دیسکاوری (DIS)، بسته LPF یا package property، کنترل خروجی (OC) و حل کننده موتور گرادیان (PCG) را ایجاد کند. هر یک از این موارد فایل ورودی خود را دارد، که به صورت خودکار بوسیله FloPy ایجاد می شود.

ایستگاه مقیاس جریان، ایستگاه سنج رود یا ایستگاه سنجشی هیدرومتریک، محل مورد استفاده توسط هیدرولوژیست ها یا دانشمندان علوم زیست محیطی برای نظارت و آزمایش آب های سطحی است. در این مکان ها اندازه گیری های هیدرومتری سطح بالایی از سطح آب (تراز) و یا تخلیه حجمی (جریان) به طور کلی انجام می شود و مشاهدات کیفیت زیست و آب نیز ممکن است مد نظر باشد. مکان های ایستگاه های سنجش اغلب در نقشه های توپوگرافی یافت می شود. برخی از ایستگاه های سنجش بسیار اتوماتیک هستند و ممکن است قابلیت تله متری را که به یک مرکز ثبت داده مرکزی منتقل می شود، داشته باشند.

خروجی مدل معادلهٔ آب کم‌عمق در یک استخر. پنج قطرهٔ آب روی سطح استخر می‌چکد که امواج جاذبه ایجاد می‌کند و این امواج به سمت دیواره‌ها منتشر و از آن‌ها منعکس می‌شود.

معادلات آب کم‌عمق (که شکل یک‌بعدی آن، معادلات سن‌ونان نیز خوانده می‌شود) مجموعه‌ای از معادلات دیفرانسیل هذلولوی با مشتقات جزئی (یا سهموی در صورت در نظر گرفتن تنش برشی لزج) است که جریان تحت فشار در یک سیال را توصیف می‌کند. این معادلات از معادلات ناویه-استوکس متوسط‌گیری شده در عمق، در شرایطی که مقیاس افقی بسیار بزرگ‌تر از مقیاس عمودی باشد، استخراج شده‌اند. بر پایهٔ این شرط، باید سرعت قائم سیال اندک باشد تا پایستگی جرم برقرار بماند. می‌توان از معادلهٔ اندازهٔ حرکت نشان داد که گردایان فشار قائم تقریباً هیدرواستاتیک می‌ماند و گرادیان فشار افقی وابسته به تغییرات سطح فشار است و نتیجهٔ آن، ثابت بودن سرعت افقی در عمق سیال است. با متوسط‌گیری در عمق، می‌توان سرعت قائم را از معادلات حذف کرد.

این مجموعه آموزشی در سایت بیسین نشان خواهد داد که استفاده از FloPy برای توسعه مدل MODFLOW ساده است. توجه داشته باشید که می توانید این اسکریپت آموزش داده شده در پایتون را از اینجا دریافت کنید.

شروع آموزش: مقدمه و نحوه فعال سازی

اگر FloPy به درستی نصب شده باشد، می توان آن را به صورت زیر وارد کرد:

FloPy چیست؟

بسته FloPy شامل مجموعه ای از اسکریپت های پایتون برای اجرای MODFLOW، MT3D، SEAWAT و دیگر برنامه های آب زیرزمینی مرتبط با MODFLOW است. FloPy شما را قادر می سازد تمام این برنامه ها را با اسکریپت های پایتون اجرا کنید. پروژه FloPy در سال 2009 آغاز شده و به یک مجموعه کامل از اسکریپت ها با پایگاه کاربری رو به رشد افزوده است. FloPy3 در دسامبر 2014 با چند پیشرفت عالی که FloPy3 را به مدل سازی پسرو سازگار می کند، منتشر شد. اولین تغییر قابل توجه این است که FloPy3 از همه جا در فهرست صفر استفاده می کند، بدین معنا که تمام لایه ها، ردیف ها، ستون ها و دوره های استرس شروع به صفر شدن می کنند. این تغییر برای سازگاری صورت گرفته بود، چون همه شاخصه های آرایه قبلا صفر بود (همانطور که همه آرایه ها در پایتون) بود. این ممکن است نسبتا به مقدار کمی به کار گرفته شده و استفاده شود، اما امیدوارم از آشفتگی در آتی جلوگیری شود. دومین تقویت قابل توجه در مورد توانایی های این کد، مشخص کردن شرایط مرزی متفاوت و متغیر است

به نسبتی که فشار بر منابع آب افزایش می‌یابد، ریسک در دسترس‌نبودن آب لازم در بسیاری از نواحی نیمه‌خشک نیز افزایش می‌یابد. انتقال میان‌حوضه‌ای آب با هدف انتقال مصنوعی آب به مناطقی که نیاز به آب وجود دارد، و فراهم‌آوردن امنیت تأمین آب طراحی می‌شوند. این طرح‌ها از اقدامات بارز عرضه‌گرایی در رویارویی با چالش‌های بزرگ جامعه به شمار می‌آیند. عملیات مهندسی در این طرح‌ها غالباً گسترده بوده، و تأسیسات انحراف، تونل‌ها و/ یا پمپاژ و مخازن را شامل می‌شود. به همین نسبت نیز هزینه‌ها زیاد هستند. مقیاس عملیات مهندسی و بودجه مورد نیاز گویای بزرگی نیازها و منافعی است که باید تأمین گردد. انتقال میان‌حوضه‌ای آب پرسش‌های بجایی را از دید گروه‌های مختلف ذینفع و جوامع متأثر از طرح برمی‌انگیزد.

عنوان: The Full Economic Cost of Groundwater Extraction

عنوان به فارسی: هزینه کل اقتصادی استخراج آب زیرزمینی

شرح مختصر

وقتی شمار بزرگی از زارعان از یک حوضه آب زیرزمینی بهره‌برداری می‌کنند (مستقل از یکدیگر)، زارعان انگیزه چندانی برای به کاربستن شیوه‌های صرفه‌جویانه که عمدتاً به نفع زارعان دیگر خواهد بود ندارند. این وضعیت به برداشت بیش از حد آب زیرزمینی منجر می‌شود. وقتی هزینه برقی که زارعان بابت پمپاژ آب زیرزمینی می‌پردازند، کمتر از هزینه کامل برق باشد، این مشکل می‌تواند تشدید شود؛ در حالی که این مشکل را می‌توان تا اندازه‌ای با تأمین منطقی‌تر برق برطرف ساخت. این نوشتار یک چارچوب تحلیلی را بنا می‌کند که برای توصیف خصوصیات برنامه‌های کارآمد مدیریت آب زیرزمینی از نظر اقتصادی، شناسایی نحوه‌ای که مجموع تصمیمات فردی مصرف آب زارعان، از مصرف کارآمد منبع فاصله می‌گیرد، و بررسی نحوه‌ای که سیاست‌های مرتبط با آب و برق می‌تواند کارآیی را بهبود بخشد به کار می‌آید. نشان داده می‌شود که تدبیر بهینه برای نرخ‌گذاری برق استفاده‌شده برای پمپاژ آب زیرزمینی از دو عنصر اصلی تشکیل می‌شود:

معاون برنامه ریزی شرکت آب منطقه ای تهران از آغاز بهره برداری آزمایشی از سامانه اطلاعات مکانی یکپارچه رودخانه ها (سامیر) در شرکت آب منطقه ای تهران خبر داد.

"مهدی فروغی" در هفتمین جلسه کمیته توسعه  دولت الکترونیک و هوشمندسازی اداری گفت: سامانه اطلاعات مکانی یکپارچه رودخانه ها (سامیر) از سال 94 در شرکت مدیریت منابع آب ایران مطرح شد که با توجه به تجربیات و سبقه شرکت آب منطقه ای تهران، اجرای پایلوت آن برعهده این شرکت قرار گرفت که با تایید شرکت مدیریت منابع آب ایران به تدریج در سراسر کشور پیاده سازی می شود.

دبیر اجرایی برنامه تحقیقات بین المللی آبیاری و زهکشی- مرکز منطقه ای ایران از انعقاد پروتکل همکاری تحقیقاتی ایران و روسیه در بخش آب و کشاورزی خبر داد. "نرگس ظهرابی" با اعلام خبر فوق توسعه پایدار کشاورزی در محیط های شور، تصفیه و استفاده مجدد زهاب کشاورزی و بهره برداری به هنگام مخازن چند منظوره با تاکید بر مصرف کشاورزی در حوزه آبریز کارون بزرگ را، موضوعات این همکاری خواند و گفت: در این پروتکل از طرف ایران، سازمان آب و برق خوزستان وابسته به وزارت نیرو، معاونت آب و خاک وزارت جهاد کشاورزی و از طرف روسیه اداره کل تحقیقات علمی مهندسی هیدرولیک و احیای اراضی روسیه عهده دار انجام این توافقات شدند.

در طول چند سال اخیر این دریاچه که یکی از مهم‌ترین جاذبه‌های بین‌المللی گردشگری محسوب می‌شود در اثر یک سری پدیده‌های مضر که بعضی از آنها همچنان بر دانشمندان آشکار نشده، فلج شده است. این پدیده‌ها عبارتند از ناپدید شدن ماهی امول، رشد سریع جلبک‌های متعفن و مرگ گونه‌های بومی اسفنج‌های متعلق به منطقه وسیع 3.2 میلیون هکتاری این دریاچه.

نرم افزار یا در شکلی صحیح تر، مدل HYDRUS، یک بسته نرم افزاری برای شبیه سازی حرارتی آب، گرما و انحلال در محیط های اشباع به صورت دوبعدی و سه بعدی با استفاده از یک برنامه کامپیوتری محاسباتی و رابط کاربر مبتنی بر گرافیک تعاملی.

اکنون مدل HYDRUS تحت عنوان نسخه 2 منتشر شده است. این نسخه شامل چهار سطح است که در نسخه 1.x مدل HYDRUS، یعنی 2D-Lite، 2D-Standard، 3D-Lite و 3D-Standard، با یک سطح اضافی 3D-Professional، در دسترس بود. سطح 3D Professinal Level شما را قادر می سازد تا دامنه های حمل و نقل از اشکال 3D را به طور دلخواه تعریف کنید. یکی دیگر از پیشرفت های مهم که باید کارایی کار با HYDRUS را به طور قابل توجهی بهبود بخشد، گزینه ای است برای تعیین خواص دامنه های مختلف و شرایط اولیه و مرزی بر روی اشیای هندسی، به جای FE-Mesh است. همچنین دو ماژول حمل و نقل جدید (UNSATCHEM و CWM1) برای ارزیابی حمل و نقل یون های عمده و برای شبیه سازی فرآیندهای طبیعی در تالاب های طبیعی یا ساخته شده اند. بعلاوه بسیاری از دیگر پیشرفت های اضافی و گسترش مدل در این نسخه اکنون وجود دارد.

شواهد چندین ساله مشخص کرده است که منابع آب های زیرزمینی در آدامز، فرانکلین، لینکلن و شهرستان گرانت ایالت واشنگتن در حال کاهش است. در برخی موارد به میزان قابل ملاحظه ای. این منابع برای اهداف کشاورزی، صنعتی و شهری مورد استفاده قرار می گیرند و به همین ترتیب یک عنصر حیاتی از اقتصاد منطقه هستند. محدوده آبرسانی زیرزمینی حوضه کلمبیا (GWMA) یک تلاش عام است برای درک بیشتر در مورد وجود، در دسترس بودن و استفاده از منابع آب زیرزمینی در چهار ناحیه که مجموعا بیش از 8،300 مایل مربع را پوشش می دهد. این درک تلاشی است در حال حاضر جهت بهبود مدیریت منابع و قرار است برای حمایت از برنامه های منابع آبی آینده، از جمله پیگیری گزینه های تامین آب مورد بهره برداری باشد.